[发明专利]用于变电站绝缘子清扫机器人的视觉识别方法、系统及介质

说明书

本发明公开了一种用于变电站绝缘子清扫机器人的视觉识别方法、系统及介质，本发明通过绝缘子伞裙边识别的步骤包括提取出绝缘子图像中的所有边缘并去除直线线段、留下曲线段；计算所有曲线段的凹凸性，且仅保留只具有凹性和凸性的曲线段；针对每条曲线段，判断曲线段是否是椭圆的一部分，若是则保留该曲线段并记录其对应的椭圆二次曲线坐标，且针对记录椭圆的二次曲线坐标进行去重；运用聚类算法对所有椭圆进行聚类获得绝缘子伞裙边的椭圆，本发明能够实现绝缘子伞裙边的检测识别，使绝缘子清扫机器人能在绝缘子上攀爬，有利于清扫机器人进行针对性的除垢，提高除垢效率，具有识别准确度高的优点，能够高效、精确、迅速识别绝缘子的优点。

技术领域

本发明涉及电力系统带电作业自动化领域，具体涉及一种用于变电站绝缘子清扫机器人的视觉识别方法、系统及介质。

背景技术

目前随着科技的进步，变电站的各种机器人得到广泛的应用，机器人的功能也越来越强大。稳定可靠工作，同时要求对极端恶劣自然情况也要有较好的承受能力。绝缘子的老化以及表面污染物的集聚都有可能导致绝缘子阻值下降，进而导致绝缘子劣化和击穿，造成重大安全事故。保证绝缘子的安全可靠对于保障电力线路的稳定运行，对于保证国家的电力安全具有重要意义。绝缘子传统清洁方式主要包括人工擦洗和手持高压水炮冲洗两种，手动清洗作业，存在劳动强度大、冲洗效率低、冲洗效果得不到保障等问题，同时存在着一定的作业安全隐患。研究变电站绝缘子清扫机器人可以有效减轻人工作业强度，降低作业安全事故发生的概率，改善清洗效果，对于变电站日常维护具有十分重要的意义，而实现机器人清洗的关键在于对绝缘子的准确识别、定位与污秽程度判别。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种用于变电站绝缘子清扫机器人的视觉识别方法、系统及介质，本发明通过绝缘子伞裙边识别的步骤能够基于绝缘子图像识别出绝缘子伞裙边的椭圆，充分利用绝缘子的伞裙边特点来实现绝缘子伞裙边的检测识别，使绝缘子清扫机器人能在绝缘子上攀爬，有利于清扫机器人进行针对性的除垢，提高除垢效率，本发明具有识别准确度高的优点，能够高效、精确、迅速识别绝缘子，使绝缘子清扫机器人能在绝缘子上攀爬，达到提高工作效率，实现自动化清扫绝缘子的目的。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于变电站绝缘子清扫机器人的视觉识别方法，包括进行绝缘子伞裙边识别的步骤，详细步骤包括：

1)提取出绝缘子图像中的所有边缘并去除直线线段、留下曲线段；

2)计算所有曲线段的凹凸性，且仅保留只具有凹性和凸性的曲线段；

3)针对每条曲线段，判断曲线段是否是椭圆的一部分，若是则保留该曲线段并记录其对应的椭圆二次曲线坐标，且针对记录椭圆的二次曲线坐标进行去重；

4)运用聚类算法对所有椭圆进行聚类获得绝缘子伞裙边的椭圆。

可选地，步骤1)的详细步骤包括：

1.1)将绝缘子图像进行二值化处理并提取其骨架；

1.2)针对提取出来的骨架，通过遍历寻找图像中第一个白色的点，然后从这个点开始向两边延伸寻找相邻的点，且每找到一个点则将其保存而后置黑，当搜索到一个没有相邻点的点时表示该端搜索完成并确定该线段的一端；最终找出骨架中所有的直线线段和曲线段；

1.3)采用Hough直线检测去除已保存的直线线段留下曲线段。

可选地，步骤2)的详细步骤包括：

2.1)根据下式计算所有曲线段的凹凸性f(x，y)；

上式中，f(x，y)凹凸性计算结果，(x,y)为边缘线上某一点的横、纵坐标，下标L表示边缘线坐标的左端点，R表示边缘线坐标的右端点；